Đề tài: Nghiên cứu công nghệ sản xuất bột chè xanh dạng matcha và ứng dụng trong một số thực phẩm

LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thiện bản luận án này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ của nhiều cá nhân và tập
thể.
Đầu tiên, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến PGS.TS
Nguyễn Duy Thịnh, PGS.TS. Đỗ Văn Chương là những người thầy tâm huyết đã tận tình
hướng dẫn, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian định hướng và chỉ bảo tôi trong suốt
quá trình học tập, nghiên cứu để tôi hoàn thành luận án.
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy, cô Trung tâm Công nghệ sinh học và Vệ sinh an
toàn thực phẩm đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Phạm Anh Tuấn –Viện trưởng Viện Cơ điện NN & Công
nghệ sau thu hoạch cùng Ban Lãnh đạo Viện, Phòng Đào tạo & Hợp tác quốc tế và các cán
bộ của Bộ môn Bảo quản của Viện đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong
quá trình học tập và nghiên cứu.
Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ Phòng phân tích đất và chất lượng nông sản, cán
bộ Trung tâm nghiên cứu và phát triển chè thuộc Viện Khoa học Nông lâm nghiệp miền núi
phía Bắc; các cán bộ Khoa Hóa thực phẩm - Viện Dinh dưỡng Quốc Gia; các cán bộ Khoa
Hóa phân tích – Viện Dược liệu; các thầy cô Bộ môn Quản lý chất lượng – Trường Đại học
Bách Khoa Hà Nội đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi được thực hiện triển
khai thí nghiệm, phân tích… để hoàn thành luận án này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Ban lãnh đạo Công ty Cổ phần bánh kẹo Hữu Nghị; Công ty
cổ phần Tràng An đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi nhất cho tôi được ứng dụng kết quả
nghiên cứu vào sản xuất.
Cuối cùng, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến gia đình, ạn

những người đã giúp

đỡ, động viên và tạo điều kiện hết sức có thể để tôi hoàn thành luận án này.

Hà Nội, ngày

tháng

năm 2015

Tác giả luận án

i


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận án này là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong luận án là hoàn toàn trung thực và không vi phạm bản quyền của bất kỳ tác giả
nào khác.

Hà Nội, ngày tháng

năm 2015

Tác giả luận án

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG ............................................................................................................. vii
DA
ỤC C C
............................................................................................................... ix
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết ............................................................................................................................. 1

2.

ục tiêu nghiên cứu ................................................................................................................. 3
2. 1. ục tiêu tổng quát ............................................................................................................. 3

2.2. ục tiêu cụ thể ................................................................................................................... 3
3. ội dung nghiên cứu ................................................................................................................. 3
4. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của luận án ....................................................................... 3
4.1. Ý nghĩa khoa học ................................................................................................................ 3
4.2. Ý nghĩa thực tiễn ................................................................................................................. 4
5. Điểm mới của luận án ............................................................................................................... 4
PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU......................................................................... 5
1.1. Tổng quan chung về atcha ................................................................................................ 5
1.1.1. Lịch sử hình thành matcha ................................................................................................ 5
1.1.2. Tình hình sử dụng matcha trên thế giới ............................................................................. 6
1.1.3. Tình hình sử dụng matcha ở Việt Nam .............................................................................. 7
1.1.4. Thành phần hóa học của matcha và vai trò của nó ............................................................. 7
1.1.5. Quy trình công nghệ sản xuất matcha của một số nước trên thế giới ................................ 13
1.1.6. Tình hình nghiên cứu và sản xuất bột chè xanh dạng matcha ở Việt Nam ........................ 20
1.2. Cơ sở khoa học về sự hình thành các hợp chất hóa học trong nguyên liệu ch .................... 21
1.2.1. Cơ chế sinh tổng hợp L- theanine ................................................................................ 21
1.2.2. Cơ chế sinh tổng hợp catechin......................................................................................... 23
1.2.3. Cơ chế sinh tổng hợp chlorophyll .................................................................................... 26
1.3. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự tích lũy một số hợp chất hóa học trong ch ........................... 28
1.3.1. Ánh sáng ........................................................................................................................ 28
1.3.2. Thời gian che phủ ........................................................................................................... 32
1.3.3. Mùa vụ ........................................................................................................................... 33
1.3.4. Giống chè ....................................................................................................................... 34
1.3.5. Các yếu tố canh tác khác ................................................................................................. 37
1.4. Các yếu tố ảnh hưởng đến sự thay đổi các hợp chất hóa học của chè trong quá trình chế biến38

1.4.1. Phương pháp diệt men .................................................................................................... 38
1.4.2. Làm khô ......................................................................................................................... 39
1.4.3. Phương pháp nghiền ....................................................................................................... 41
PHẦN 2. NGUYÊN VẬT LIỆU VÀ P ƯƠ G P P G IÊ CỨU ......................................... 42
2.1. guyên vật liệu, địa điểm nghiên cứu ................................................................................... 42
2.1.1. Nguyên liệu nghiên cứu.................................................................................................. 42
2.1.2. Vật liệu nghiên cứu ........................................................................................................ 42
iii


2.1.3. Địa điểm nghiên cứu ...................................................................................................... 42
2.3. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................................... 42
2.3.1. Phương pháp công nghệ ................................................................................................. 42
2.3.2. Phương pháp ố trí thí nghiệm ....................................................................................... 44
2.3.3. Phương pháp phân tích ................................................................................................... 54
2.3.4. Phương pháp đánh giá cảm quan .................................................................................... 61
2.3.5. Phương pháp xử lý số liệu .............................................................................................. 63
PHẦN 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN ............................................................... 65
3.1. ghiên cứu sản xuất nguyên liệu để chế iến ột ch xanh dạng matcha ............................... 65
3.1.1. Xác định một số tính chất vật lý và thành phần hóa học của đọt ch trước khi che phủ. ... 65
3.1.2. Xác định mức độ giảm cường độ chiếu sáng của vật liệu che phủ ................................... 70
3.1.3. Xác định cường độ ánh sáng trung bình tại các tháng trong vụ hè ................................... 71
3.1.4. Ảnh hưởng của điều kiện che phủ đến sự thay đổi hàm lượng chlorophyll trong đọt chè . 71
3.1.5. Ảnh hưởng mức độ che phủ đến sự thay đổi hàm lượng L - theanine trong đọt chè ......... 81
3.1.6. Ảnh hưởng mức độ che phủ đến sự thay đổi EGCG trong đọt chè ................................. 87
3.1.7. Đánh giá ảnh hưởng của tỷ lệ L - theanine/EGCG đến chất lượng cảm quan của bột chè
xanh dạng matcha. .............................................................................................................. 92
3.1.8. Xác định một số thành phần hóa học theo từng vị trí của đọt chè 1 búp 3 lá ở mức độ che
phủ tối ưu ........................................................................................................................... 97
3.1.9. Đề xuất quy trình che phủ để tạo nguyên liệu chế biến ột ch xanh dạng matcha ........... 99

3.2. ghiên cứu công nghệ chế iến ột ch xanh dạng matcha ................................................. 100
3.2.1. Sơ đồ công nghệ chế biến matcha của Nhật Bản ........................................................... 100
3.2.2. Ảnh hưởng của một số phương pháp diệt men đến chất lượng của bột chè xanh dạng
matcha .............................................................................................................................. 100
3.2.3. Ảnh hưởng của quá trình sấy đến chất lượng của sản phẩm........................................... 108
3.2.4. Ảnh hưởng của quá trình nghiền đến chất lượng cảm quan của bột chè ......................... 123
3.2.5. Đánh giá chất lượng của bột chè xanh dạng matcha và so sánh với matcha Nhật Bản .... 125
3.2.6. Đề xuất quy trình công nghệ sản xuất bột chè xanh dạng matcha .................................. 127
3.3. Ứng dụng ột ch xanh dạng matcha trong một số sản phẩm thực phẩm ............................. 128
3.3.1. Ứng dụng bột chè xanh dạng matcha trong sản phẩm bánh quy pháp ............................ 128
3.3.2. Ứng dụng bột chè xanh dạng matcha vào sản phẩm kẹo cứng ....................................... 131
3.3.3. Ứng dụng bột chè xanh dạng Matcha vào nhân bánh custard ........................................ 134
KẾT LUẬN ................................................................................................................................. 137
KIẾN NGHỊ................................................................................................................................. 139
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC CÔNG BỐ CỦA LUẬN ÁN ............................... 140

iv


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Ký hiệu, chữ viết tắt
AOAC

Chú giải
Association of Official Analytical Chemists
Hiệp hội các nhà hoá phân tích chính thống.

BTP

Bán thành phẩm

CĐASTB

Cường độ ánh sáng trung bình

C

Catechin

CFU/g

Colony Forming Unit - Số đơn vị khuẩn lạc/g mẫu

CK

Chất khô

CV

Coeff Var ệ số iến thiên CV% trong ảng A OVA

ĐKCP

Điều kiện che phủ

ĐC

Đối chứng

EC

Epicatechin

EGC

Epigallocatechin

ECG

Epicatechin gallate

EGCG

Epigallocatechin gallate

FDA

Food and Drug Administration Cục Quản lý thuốc và dược phẩm Hoa Kỳ

FAO

Food and Agriculture Organization Tổ chức lương thực và nông nghiệp

FL

Flavonoid

GRAS

Generally Recognized as Safe Chứng nhận tuyệt đối an toàn

GABA

Axit gamma - aminobutyric

HPLC

High Pressure Liquid Chromatography Sắc ký lỏng hiệu năng cao

HPD

Heat Pump Drying - Sấy ơm nhiệt

KL

Khối lượng

KT

Giống chè Kim Tuyên

LSD

Least Significant Difference –
v


Sự khác iệt có ý nghĩa nhỏ nhất
NADPH

Nicotinamide adenine dinucleotide phosphate

PAL

Phenylalanine ammonialyase

PET

Polyethylene Terephthalate

ppm

Parts per million - một phần triệu

PVT

Giống chè Phúc Vân Tiên

TB

Trung bình

TCVN

Tiêu chuẩn Việt Nam

TP

Thành phẩm

TSVSVHK

Tổng số vi sinh vật hiếu khí

TSTBNM-NM

Tổng số tế bào nấm men - nấm mốc

VSV

Vi sinh vật

ATVSTP

An toàn vệ sinh thực phẩm

USD

United States Dollar: tiền đô la

WHO

World Health Organization - Tổ chức Y tế thế giới.

vi

ỹ

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2. 1. Ma trận bố trí thí nghiệm theo giống chè, số lớp lưới che phủ và thời gian ........ 47
Bảng 2. 2. Chương trình dung môi sắc ký phân tích L - theanine ....................................... 60
Bảng 2. 3. Chương trình dung môi sắc ký phân tích EGCG ............................................... 60
Bảng 2. 4. Mô tả các đặc tính của bột chè xanh dạng matcha ............................................. 61
Bảng 2. 5. Hệ số quan trọng của các chỉ tiêu ...................................................................... 62
Bảng 2. 6. Phân loại chất lượng bột chè xanh dạng matcha ................................................ 62
Bảng 3. 1.Thành phần cơ giới của đọt chè giống Phúc Vân Tiên và Kim Tuyên................ 65
Bảng 3. 2. Thành phần hóa học của đọt ch giống PVT và KT ở các tháng trong năm ....... 66
Bảng 3. 3. Mức độ giảm cường độ ánh sáng của các lớp lưới khác nhau ............................ 70
Bảng 3. 4. Số lớp lưới che phủ tương đương với cường độ ánh sáng giảm ......................... 71
Bảng 3. 5. Cường độ ánh sáng trung ình còn lại ở các mức che phủ khác nhau ................ 71
Bảng 3. 6. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng và thời gian che phủ khác nhau đến sự ....... 72
Bảng 3. 7. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng và thời gian che phủ khác nhau đến ............ 75
Bảng 3. 8. Sự thay đổi hàm lượng chlorophyll a và chlorophyll ở các mức che phủ tại các
khoảng thời gian che phủ khác nhau của giống ch PVT và KT ......................................... 78
Bảng 3. 9. Sự thay đổi mầu sắc của lá chè ở các mức độ che phủ khác nhau ...................... 80
Bảng 3. 1 . Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng và thời gian che phủ khác nhau đến sự tích
lũy hàm lượng L-theanine trong đọt ch của giống ch Phúc Vân Tiên ............................. 81
Bảng 3. 11. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng và thời gian che phủ khác nhau đến sự tích
lũy hàm lượng L-theanine trong đọt ch của giống ch Kim Tuyên.................................... 83
Bảng 3. 12. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng và thời gian che phủ khác nhau đến sự iến
đổi hàm lượng EGCG trong đọt ch của giống ch Phúc Vân Tiên .................................... 88
Bảng 3. 13. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng và thời gian che phủ khác nhau đến sự iến
đổi hàm lượng EGCG trong đọt ch của giống ch Kim Tuyên .......................................... 90
Bảng 3. 14. Ảnh hưởng của cường độ ánh sáng trung bình và thời gian che phủ đến tỷ lệ .. 93
Bảng 3. 15. Ảnh hưởng của tỷ lệ L - theanine/EGCG đến chất lượng cảm quản của bột chè
xanh dạng matcha từ giống chè Phúc Vân Tiên.................................................................. 94
Bảng 3. 16. Ảnh hưởng của tỷ lệ L - theanine/EGCG đến chất lượng cảm quản của bột chè
xanh dạng matcha từ giống chè Kim Tuyên ....................................................................... 95

Bảng 3. 17. Thành phần hóa học theo từng vị trí của đọt chè 1 búp 3 lá ............................. 97
Bảng 3. 18. Ảnh hưởng của thời gian hấp đến sự thay đổi chất lượng chè diệt men .......... 101
Bảng 3. 19. Ảnh hưởng của nhiệt độ xào diệt men đến sự thay đổi chất lượng chè diệt men
........................................................................................................................................ 102
Bảng 3. 20. Ảnh hưởng thời gian diệt men bằng vi sóng đến sự thay đổi chất lượng chè diệt
men ................................................................................................................................. 104
vii


Bảng 3. 21. So sánh chất lượng chè khi diệt men bằng các phương pháp khác nhau ......... 105
Bảng 3. 22. So sánh chất lượng cảm quan của bột chè xanh dạng matcha khi diệt men ... 106
Bảng 3.23. Tốc độ giảm ẩm của hai giống ch Phúc Vân Tiên và Kim Tuyên theo thời gian
sấy khi sấy thường và sấy PD ....................................................................................... 108
Bảng 3. 24. So sánh chất lượng của chè PVT và KT sau khi sấy ...................................... 109
Bảng 3. 25. Ảnh hưởng của độ dầy lớp chè sấy đến cảm quan của chè sau sấy................ 110
Bảng 3. 26. Ảnh hưởng của tốc độ tác nhân sấy đến cảm quan của chè sau sấy ................ 111
Bảng 3. 27. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến tốc độ giảm ẩm .......................................... 112
Bảng 3. 28. Ảnh hưởng của nhiệt độ sấy đến chất lượng của hai giống chè PVT và KT ... 113
Bảng 3. 29. Bảng giá trị mã hóa và thực nghiệm của các yếu tố thực nghiệm ................... 115
Bảng 3. 30. Số liệu thí nghiệm và kết quả sấy chè Phúc Vân Tiên .................................... 117
Bảng 3. 31. Kết quả phân tích hồi quy – Y1 ..................................................................... 117
Bảng 3. 32. Kết quả phân tích hồi quy – Y2 .................................................................... 118
Bảng 3. 33. Ảnh hưởng của tốc độ nghiền đến năng suất và kích thước hạt bột chè.......... 124
Bảng 3. 34. Chỉ tiêu vi sinh vật của bột chè xanh dạng matcha từ hai giống chè PVT và KT
........................................................................................................................................ 125
Bảng 3. 35. So sánh chất lượng của bột chè xanh dạng matcha với matcha Nhật Bản....... 125
Bảng 3. 36. Đánh giá chất lượng cảm quan của sản phẩm ............................................... 126
Bảng 3. 37. Kết quả đánh giá chất lượng bánh quy pháp kẹp kem có bổ sung bột chè xanh
dạng matcha với tỷ lệ khác nhau ...................................................................................... 130
Bảng 3. 38. Kết quả đánh giá chất lượng kẹo cứng có bổ sung bột chè xanh dạng matcha

với các tỷ lệ khác nhau .................................................................................................... 133
Bảng 3. 39. Kết quả đánh giá chất lượng bánh Custard có bổ sung bột chè xanh dạng matcha
với tỷ lệ khác nhau .......................................................................................................... 136

viii


DANH MỤC CÁC H NH

Hình 1. 1. Công thức cấu tạo của L - theanine...................................................................... 9
Hình 1. 2. Cấu tạo phân tử của catechin ............................................................................. 10
Hình 1. 3. Công thức cấu tạo của Epigallocatechin gallat ................................................... 11
Hình 1. 4. Công thức cấu tạo của chlorophyll .................................................................... 12
ình 1. 5. Sơ đồ mô tả sự khác nhau giữa các sản phẩm chè của Nhật Bản ........................ 14
Hình 1. 6. Một số sản phẩm chè của Nhật Bản được chế biến từ nguyên liệu có che phủ
trước thu hoạch.................................................................................................................. 15
Hình 1. 7. Quy trình công nghệ sản xuất matcha ở Nhật Bản ............................................. 15
Hình 1. 8. Các sản phẩm matcha khác nhau của Nhật Bản ................................................. 17
ình 1.9. àu nước của matcha Nhật Bản ......................................................................... 17
Hình 1. 10. Matcha Nhật Bản (a) và matcha Trung Quốc (b) ............................................ 19
ình 1. 11. uy trình công nghệ sản xuất bột trà xanh matcha Bảo Lộc............................. 20
Hình 1. 12. Sản phẩm bột trà xanh Bảo Lộc ....................................................................... 20
ình 1. 13. Sơ đồ quá trình sinh tổng hợp L - theanine trong cây chè................................. 21
ình 1. 14. Sơ đồ vận chuyển axit amin trong cây chè ....................................................... 22
Hình 1. 15. Quá trình chuyển hóa L - theanine thành catechin trong lá chè ........................ 23
ình 1. 16. Sơ đồ quá trình sinh tổng hợp catechin ............................................................ 24
ình 1. 17. Sơ đồ quá trình sinh tổng hợp chlorophyll ....................................................... 27
ình 1. 18. Sơ đồ chuyển hóa các chất cơ ản trong cây ch được che bóng ...................... 30
Hình 1. 19. Giống chè Phúc Vân Tiên................................................................................ 35
Hình 1. 20. Giống chè Kim Tuyên ..................................................................................... 36

ình 2. 1. Sơ đồ nghiên cứu quy trình sản xuất bột chè xanh dạng matcha ......................... 43
Hình 2. 2. Mô hình thí nghiệm xác định độ che phủ của vật liệu ........................................ 45
Hình 2. 3. Loại lưới sử dụng để che nắng ........................................................................... 45
ình 2. 4. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khi che phủ của giống PVT ........................................... 47
ình 2. 5. Sơ đồ bố trí thí nghiệm khi che phủ của giống KT ............................................. 47
Hình 2. 6. Nong chè héo .................................................................................................... 48
Hình 2. 7. Thiết bị sử dụng để diệt men ............................................................................ 49
Hình 2. 8. Thiết bị sử dụng để sấy chè ............................................................................... 51
Hình 2. 9. Cối đá nghiền chè.............................................................................................. 53
Hình 2. 10. Thành phần của đọt chè 1 búp 3 lá................................................................... 55
Hình 2. 11. Không gian mầu L, a, b ................................................................................... 56
Hình 2. 12. Thiết ị cân hàm ẩm ........................................................................................ 56
Hình 2. 13. Thiết bị đo kích thước hạt bột chè ................................................................... 57
Hình 2. 14. Thiết bị sắc ký lỏng hiệu năng cao ................................................................... 59
ix


Hình 3. 1. Sự thay đổi hàm lượng L - theanine của đọt chè giống PVT và KT ở các tháng
trong năm……………………………………………………………………………………67
Hình 3. 2. Sự thay đổi hàm lượng EGCG của đọt chè giống PVT và KT ở các tháng trong
năm ................................................................................................................................... 67
Hình 3. 3. Sự thay đổi hàm lượng chlorophyll của đọt chè giống PVT và KT ở các tháng
trong năm .......................................................................................................................... 67
Hình 3. 4. Sự thay đổi hàm lượng chất xơ của đọt chè giống PVT và KT ở các tháng trong
năm ................................................................................................................................... 68
Hình 3. 5. Sự biến thiên hàm lượng chlorophyll theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 5 đối với giống chè PVT .......................................................................................... 73
Hình 3. 6. Sự biến thiên hàm lượng chlorophyll theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 6 đối với giống chè PVT .......................................................................................... 73
Hình 3. 7. Sự biến thiên hàm lượng chlorophyll theo thời gian và mức độ che phủ trong

tháng 7 đối với giống chè PVT .......................................................................................... 73
Hình 3. 8. Sự biến thiên hàm lượng chlorophyll theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 8 đối với giống chè PVT .......................................................................................... 74
Hình 3. 9. Sự biến thiên hàm lượng chlorophyll theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 5 đối với giống chè KT ............................................................................................ 76
Hình 3. 10. Sự biến thiên hàm lượng chlorophyll theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 6 đối với giống chè KT ............................................................................................ 76
Hình 3. 11. Sự biến thiên hàm lượng chlorophyll theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 7 đối với giống chè KT ............................................................................................ 76
Hình 3. 12. Sự biến thiên hàm lượng chlorophyll theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 8 đối với giống chè KT ............................................................................................ 77
Hình 3. 13. Sự thay đổi hàm lượng chlorophyll a và chlorophyll b ở mức độ che phủ ........ 79
Hình 3. 14. Sự thay đổi hàm lượng chlorophyll a và chlorophyll b ở mức độ che phủ ........ 79
Hình 3. 15. Sự biến thiên hàm lượng L - theanine theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 5 của giống chè Phúc Vân Tiên ................................................................................ 82
Hình 3. 16. Sự biến thiên hàm lượng L - theanine theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 6 của giống chè Phúc Vân Tiên ................................................................................ 82
Hình 3. 17. Sự biến thiên hàm lượng L - theanine theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 7 của giống chè Phúc Vân Tiên ................................................................................ 82
Hình 3. 18. Sự biến thiên hàm lượng L - theanine theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 8 của giống chè Phúc Vân Tiên ................................................................................ 83
Hình 3. 19. Sự biến thiên hàm lượng L - theanine theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 5 của giống chè Kim Tuyên ..................................................................................... 84

x


Hình 3. 20. Sự biến thiên hàm lượng L - theanine theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 6 của giống chè Kim Tuyên ..................................................................................... 84
Hình 3. 21. Sự biến thiên hàm lượng L - theanine theo thời gian và mức độ che phủ trong

tháng 7 của giống chè Kim Tuyên ..................................................................................... 84
Hình 3. 22. Sự biến thiên hàm lượng L - theanine theo thời gian và mức độ che phủ trong
tháng 8 của giống chè Kim Tuyên ..................................................................................... 85
Hình 3. 23. Sự biến thiên hàm lượng EGCG theo thời gian và mức độ che phủ trong tháng 5
của giống chè Phúc Vân Tiên ............................................................................................ 88
Hình 3. 24. Sự biến thiên hàm lượng EGCG theo thời gian và mức độ che phủ trong tháng 6
của giống chè Phúc Vân Tiên ............................................................................................ 89
Hình 3. 25. Sự biến thiên hàm lượng EGCG theo thời gian và mức độ che phủ trong tháng 7
của giống chè Phúc Vân Tiên ............................................................................................ 89
Hình 3. 26. Sự biến thiên hàm lượng EGCG theo thời gian và mức độ che phủ trong tháng 8
của giống chè Phúc Vân Tiên ............................................................................................ 89
Hình 3. 27. Sự biến thiên hàm lượng EGCG theo thời gian và mức độ che phủ trong tháng 5
của giống chè Kim Tuyên .................................................................................................. 90
Hình 3. 28. Sự biến thiên hàm lượng EGCG theo thời gian và mức độ che phủ trong tháng 6
của giống chè Kim Tuyên .................................................................................................. 91
Hình 3. 29. Sự biến thiên hàm lượng EGCG theo thời gian và mức độ che phủ trong tháng 7
của giống chè Kim Tuyên .................................................................................................. 91
Hình 3. 30. Sự biến thiên hàm lượng EGCG theo thời gian và mức độ che phủ trong tháng 8
của giống chè Kim Tuyên .................................................................................................. 91
Hình 3. 31. Sơ đồ quy trình che phủ cây chè tạo nguyên liệu chế biến matcha ................... 99
Hình 3. 32. Biểu diễn so sánh khả năng thoát ẩm của chè PVT sấy thường và sấy HPD ... 108
Hình 3. 33. Biểu diễn so sánh khả năng thoát ẩm của chè KT sấy thường và sấy HPD ..... 109
ình 3. 34. Đường cong iểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thoát ẩm của chè
PVT khi sấy bằng phương pháp PD .............................................................................. 112
ình 3. 35. Đường cong biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ đến khả năng thoát ẩm của chè
KT khi sấy bằng phương pháp PD ................................................................................ 113
Hình 3. 36. Hàm 2D - Biểu diễn quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu
........................................................................................................................................ 119
Hình 3. 37. Hàm 3D - Biểu diễn ảnh hưởng của các yếu tố thực nghiệm đến hàm lượng L theanine của chè sấy bằng ơm nhiệt ............................................................................... 119
Hình 3. 38. Hàm 2D - Biểu diễn quan hệ giữa các yếu tố thực nghiệm đến hàm mục tiêu 120

Hình 3. 39. Hàm 3D - Biểu diễn ảnh hưởng của các yếu tố thực nghiệm đến hàm lượng
chlorophyll của chè PVT ................................................................................................. 121
Hình 3. 40. Biểu diễn sự mong đợi của các yếu tố thực nghiệm và hàm mục tiêu ............. 122
xi


Hình 3. 41. Mức độ đáp ứng sự mong đợi của mô hình sấy chè Phúc Vân Tiên............... 123
Hình 3. 42. Quy trình công nghệ sản xuất bột chè xanh dạng matcha ............................... 127
Hình 3. 43. Quy trình sản xuất bánh quy pháp có bổ sung matcha .................................... 128
Hình 3. 44. Quy trình sản xuất kẹo cứng có bổ sung matcha ............................................ 131
Hình 3. 45. Quy trình sản xuất bánh custard có bổ sung matcha ....................................... 134

xii


MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết
ước ta có điều kiện khí hậu, đất đai, phù hợp với sự phát triển của cây chè. Theo số
liệu báo cáo của Hiệp hội chè Việt

am, đến hết năm 2 13 có khoảng 130.000 ha chè, trong

đó diện tích chè kinh doanh khoảng 1 5.

ha, năng suất bình quân khoảng 7,7 tấn búp

tươi/ha; có trên 455 cơ sở chế biến chè với tổng công suất chế biến trên 850.000 tấn chè
tươi/năm, sản lượng chè khô khoảng 180.000 tấn; xuất khẩu 145.000 tấn (hơn 8 %), kim
ngạch đạt khoảng 250.000.000 USD; tiêu thụ trong nước khoảng 35.000 tấn, doanh thu

khoảng 3.000 tỷ đồng. Sản phẩm chè Việt

am đã có mặt ở gần 100 quốc gia và vùng lãnh

thổ, đứng vào hàng thứ 6 trên thế giới về sản lượng và thứ 5 về xuất khẩu [5]. Hiện nay, chè
là một trong những sản phẩm chủ lực trong các mặt hàng nông, lâm thủy sản cần nghiên cứu
và phát triển mà đã được Chính phủ phê duyệt theo các quyết định và kế hoạch hành động
để phát triển công nghiệp chế biến theo hướng nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền
vững [11], [12].
Chè xanh - một loại đồ uống quen thuộc từ ao đời nay và có tính phổ biến rộng khắp
trên thế giới. Từ xa xưa, con người đã sử dụng những lá chè tươi đun lấy nước uống hàng
ngày. Sự hiện diện của chè xanh trong mỗi gia đình Việt là không thể thiếu.

ét văn hóa

uống ch đó vẫn được lưu truyền qua ao đời, luôn hiện hữu và phát triển theo thời gian.
Bên cạnh tính năng giải khát hiệu quả, chè xanh còn là một thức uống rất tốt cho sức khỏe.
Theo các nghiên cứu khoa học hiện đại, trong chè xanh có chứa nhiều hợp chất hóa học như
Polyphenol - catechin, caphein, axit amin... [26], [74], [75]. Đây là những chất có tác dụng
tăng sức đề kháng, giúp cho cơ thể luôn khỏe mạnh, giảm stress, tạo tinh thần hưng phấn,
sảng khoái, chống lão hóa, ngăn ngừa xơ vữa mạch máu, cao mỡ trong máu, tắc nghẽn mạch
máu, các bệnh về tim mạch và các bệnh ung thư [28], [58], [65], [74], [90]. Theo thói quen
tiêu dùng, chè xanh là loại thức uống được sử dụng nhiều thứ hai trong tất cả các loại đồ
uống và được xếp trong 6 loại thức uống có lợi cho sức khỏe nhất [37].
Matcha là một loại chè xanh dạng bột siêu mịn, được chế biến từ những đọt chè phát
triển trong điều kiện che óng trước thu hoạch khoảng 3 tuần với mục đích để một số hợp
chất hóa học có lợi cho sức khỏe được tích lũy là L - theanine và chlorophyll.

ơn nữa, các

công đoạn trong quá trình chế biến phải được kiểm soát để hạn chế tổn thất thấp nhất các
hợp chất được tích lũy trong lá chè ở giai đoạn trước thu hoạch. Bởi vậy, matcha có chứa
1


nhiều hợp chất hóa học có lợi cho sức khỏe do được tạo thành ở cây chè khi phát triển trong
óng râm đặc biệt là L - theanine [79]. Matcha có xuất xứ ở Trung Quốc từ khoảng thế kỷ
thứ 7 nhưng lại được quý trọng và ngày càng được sản xuất, sử dụng nhiều ở Nhật Bản. Tại
Nhật Bản, ngoài các sản phẩm chè truyền thống pha hãm bằng nước nóng để lấy nước uống
như sencha, tamaryokucha, ban - cha, konacha…matcha là một sản phẩm chè có chất lượng
tốt nhất và có giá trị cao nhất [35].
dược” [1

gười Nhật Bản đã đánh giá sản phẩm matcha là “thần

]. Những hợp chất hóa học có lợi trong lá ch được cơ thể con người hấp thu

gần như hoàn toàn do ăn hoặc uống cả ã ch , điều mà các sản phẩm chè khác không có
được vì khi pha hãm ch thông thường chỉ uống nước và bỏ bã.
Đến nay, matcha trở thành sản phẩm được ưa chuộng ở nhiều nước trên thế giới và đang
được sản xuất ở nhiều nước như: Nhật Bản, Trung Quốc, Kenya, Hàn Quốc... Matcha không
chỉ dùng để uống trực tiếp mà còn được bổ sung vào các sản phẩm thực phẩm như: bánh,
kẹo, mỳ, kem…
Ở Việt

am, người tiêu dùng chủ yếu vẫn quen sử dụng các loại chè pha hãm bằng ấm

như ch xanh, ch đen, ch ôlong hoặc các loại ch ướp hương như ch hoa nhài, hoa sen,
hoa sói… Tuy nhiên, trong một vài năm trở lại đây trên thị trường Việt Nam xuất hiện một
loại sản phẩm nhập khẩu từ Nhật Bản với tên gọi “ atcha”. Dù mới xuất hiện nhưng

matcha đã chiếm được sự quan tâm, thị hiếu của nhiều người tiêu dùng và có xu hướng tiêu
thụ ngày càng tăng. Tuy nhiên, chưa có công trình nào nghiên cứu một cách hệ thống, đầy
đủ về công nghệ sản xuất matcha cũng như các vấn đề về kinh tế, kỹ thuật liên quan đến
matcha.
Với những tác dụng rất lớn đến sức khỏe của con người mà matcha mang lại, đồng thời
với nguồn nguyên liệu chè dồi dào và nhu cầu sử dụng sản phẩm của người Việt Nam ngày
càng tăng cho nên việc nghiên cứu tạo ra sản phẩm bột chè xanh có tính chất đặc biệt như
matcha Nhật Bản từ một số giống chè trồng tại Việt Nam, phù hợp với điều kiện của Việt
Nam nhằm tạo ra một sản phẩm mới cho ngành chè thay thế hàng nhập khẩu mà nhiều
người Việt

am đang ưa dùng hiện nay là rất cần thiết. Từ đó góp phần nâng cao sức khỏe

cho con người thông qua việc ăn và uống hằng ngày, nâng cao giá trị sản phẩm từ chè và có
ý nghĩa về mặt khoa học. Xuất phát từ những lý do trên, luận án “Nghiên cứu công nghệ
sản xuất bột chè xanh dạng matcha và ứng dụng trong một số thực phẩm” là rất cần thiết.
Kết quả của luận án đáp ứng đúng mục tiêu của đề án “Tái cơ cấu ngành nông nghiệp theo
hướng nâng cao giá trị gia tăng và phát triển bền vững” của Thủ tướng Chính phủ phê duyệt
2


mà các Bộ, ngành đang rất quan tâm nhằm nâng cao giá trị sản phẩm, tăng hiệu quả theo
hướng áp dụng khoa học công nghệ, đổi mới công nghệ chế biến theo hướng hiện đại và
giảm tổn thất sau thu hoạch cả về số lượng, chất lượng, nâng cao chất lượng và an toàn thực
phẩm [11], [12].
2. Mục tiêu nghiên cứu
2. 1. Mục ti

tổ

q át

- Tạo ra được sản phẩm bột chè xanh dạng matcha có hàm lượng L - theanine, epigallocatechin gallat, chlorophyll cao từ nguồn nguyên liệu trồng tại Việt Nam để sử dụng trực
tiếp và làm nguyên liệu cho chế biến thực phẩm.
2.2. Mục ti

cụ t ể

- Xây dựng được quy trình công nghệ sản xuất bột chè xanh dạng matcha từ giống chè
trồng tại Việt Nam.
- Tạo ra sản phẩm bột chè xanh dạng matcha có chất lượng tương đương với sản phẩm
matcha của Nhật Bản.
- Ứng dụng bột chè xanh dạng matcha trong sản xuất thực phẩm phù hợp với thị hiếu
của người tiêu dùng Việt Nam.
3. Nội dung nghiên cứu
3.1. N

i

cứ sả x ất

3.2. N

i

cứ cô

3.3. N

i

cứ ứ

liệ để c ế biế bột c è x
ệ c ế biế bột c è x

dụ

bột c è x

dạ

dạ
m tc

dạ

m tc

m tc
tro

một số t ực p ẩm

4. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của luận án
4.1. Ý

ĩ k o

ọc

- Đã xác định được tác động ảnh hưởng của cường độ ánh sáng, thời gian và thời điểm
che phủ đến sự tích lũy các hợp chất L - theanine, epigallocatechin gallat, chlorophyll trong
quá trình sinh trưởng và phát triển của đọt ch làm cơ sở khoa học tạo ra nguyên liệu có chất
lượng phù hợp với tính chất đặc trưng của bột chè xanh dạng matcha.
- Việc xác định hàm lượng L - theanine, epigallocatechin gallat, chlorophyll trong từng
thành phần của đọt ch 1 úp 3 lá đã làm rõ thêm lý thuyết về sự hình thành và tích lũy
chúng trong quá trình quang hợp của lá chè.

3


4.2. Ý

ĩ t ực tiễ

- Xây dựng được phương pháp che phủ hợp lý đối với cây ch để tạo ra nguyên liệu sản
xuất bột chè xanh dạng matcha chất lượng tương đương với matcha

hật Bản, phù hợp với

điều kiện Việt Nam.
- Việc xác định được hàm lượng L - theanine trong cuộng chè của đọt chè 1 búp 3 lá cao
hơn so với lá 1, lá 2, lá 3 là cơ sở cho việc sử dụng đọt chè một cách hợp lý để sản xuất bột
chè xanh dạng matcha.
- Xây dựng được qui trình công nghệ sản xuất bột chè xanh dạng matcha từ đọt ch tươi
phù hợp với điều kiện Việt

am để có thể chủ động sản xuất và kinh doanh sản phẩm, đáp

ứng nhu cầu tiêu dùng trong nước ngày càng tăng.
- Tạo ra được bột chè xanh dạng matcha có chất lượng cao, góp phần đa dạng hóa sản
phẩm và nâng cao giá trị gia tăng của sản phẩm.
- Phù hợp với đề án tái cơ cấu ngành nông nghiệp theo hướng nâng cao giá trị gia tăng
và phát triển bền vững.
- Cung cấp những số liệu phân tích tính chất vật lý, hóa học và cảm quan của bột chè
xanh dạng matcha để làm cơ sở cho việc xây dựng tiêu chuẩn về chất lượng cho sản phẩm
này của Việt Nam
- Tạo ra cơ sở dữ liệu làm tài liệu tham khảo khi nghiên cứu và sản xuất bột chè xanh
dạng matcha.
5. Điểm mới của luận án
- Đã nghiên cứu xác định được sự ảnh hưởng của cường độ ánh sáng và thời gian che
phủ đến sự tích lũy L - theanine, epigallocatechin gallat, chlorophyll của giống chè Phúc
Vân Tiên, Kim Tuyên trồng tại Việt Nam.
- Đã xác định rằng: trong đọt chè 1 búp 3 lá, cuộng chè có hàm lượng L - theanine là cao
nhất so với lá 1, lá 2, lá 3 của đọt chè.
- Đã nghiên cứu và xác định được phương pháp diệt men bằng vi sóng và phương pháp
xào ưu việt hơn so với phương pháp hấp theo công nghệ của Nhật Bản.
- Đã nghiên cứu và xác định được phương pháp sấy ơm nhiệt rất phù hợp với công
nghệ sản xuất bột chè xanh dạng matcha.
- Đã tạo ra sản phẩm bột chè xanh dạng matcha để có thể sử dụng trong công nghiệp
thực phẩm mà hiện nay tại Việt

am chưa có.

4


PHẦN 1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan chung về Matcha

1.1.1. L c sử ì

t à

m tc

Chè là một thức uống với hơn 5.
2.5

năm lịch sử.

gười ta bắt đầu uống chè từ khoảng

năm trước Công Nguyên. Khu vực Tây Nam tỉnh Vân Nam của Trung Quốc được biết

đến như là nơi khai sinh của chè. Vào thế kỷ thứ 7, uống ch đã trở nên phổ biến ở Trung
Quốc, các tu sĩ Phật giáo đã có công mang ch ra tới cộng đồng [100].
Quá trình chế biến và tiêu dùng bột ch được khởi đầu từ những nghi thức của các thiền
sư Phật Giáo. Vào thời nhà Đường ở Trung Hoa (618 - 9 7), lá ch được chế biến, đóng
thành ánh ch để bảo quản và trao đổi thương mại. Khi uống, ch được sắc cùng nước
nóng có bỏ thêm chút muối [100]. Đến thời nhà Tống (960 - 1279), ch được hấp nóng, sao
khô và nghiền chè thành bột được sử dụng rộng rãi. Vào năm 1191, thiền Sư Eisai đã đưa ý
tưởng mới về việc uống chè từ Trung Quốc sang Nhật Bản. Ông đi khắp đất nước Nhật Bản
khuyến khích nông dân và phật tử trồng cây chè, đồng thời quảng bá những lợi ích của chè
về mặt y học. Trong cuốn sách “How to Stay Healthy by Drinking Tea” “Giữ sức khỏe bằng
cách uống chè” sư thầy Eisai viết "Ch là phương thuốc tuyệt vời của tinh hoa và có khả
năng làm cho cuộc sống của con người đầy đủ hơn và toàn vẹn hơn, ch có một sức mạnh
phi thường trong việc kéo dài tuổi thọ của con người.

ơi nào mà con người trồng cây chè

và uống ch , nơi đó con người sẽ sống lâu". Xuất phát từ việc bào chế thuốc của các nhà sư
là nghiền nhỏ các loại thực vật khác nhau, khi phát hiện ch như một loại thuốc, các nhà sư
đã nghiền chè ra thành bột như họ vẫn nghiền các loại cây cỏ khác để làm thuốc và sử dụng
trong những lúc Thiền định. Và bột chè xanh - matcha ra đời từ đó. Trong thời gian này, bột
chè xanh dần dần bị quên lãng tại Trung Hoa, còn ở Nhật Bản, bột ch xanh đã trở thành
một loại "thuốc bí mật" của tu sĩ Phật giáo và vua quan trong triều đình.

atcha là đồ uống

không thể thiếu trong các Thiền viện, trong lễ hội [57]. Cùng với sự phát triển này, chủ của
các nương ch ở tỉnh Uji Nhật Bản đã nghiên cứu, thử nghiệm để tạo ra các loại matcha có
chất lượng khác nhau. Ngày nay việc sản xuất, sử dụng matcha rất phổ biến ở Nhật Bản và
được người dân sử dụng hàng ngày. Nhiều sản phẩm thực phẩm đã được người Nhật sử
dụng matcha bổ sung vào thành phần để tăng chất lượng, tăng giá trị cảm quan của sản
phẩm như: sôcôla, kẹo, bánh ngọt, bánh quy, bánh tráng miệng, kem hay thực phẩm chức
năng và mỹ phẩm [136]. Sản phẩm matcha của Nhật Bản đã xuất khẩu sang các nước châu
5


Âu, châu Mỹ như Anh, Đức, Pháp, Mỹ…và hiện nay Việt

am cũng đã và đang sử dụng

matcha Nhật Bản.
1.1.2. ì

ì

sử dụ

m tc

tr

t ế iới

Matcha là loại sản phẩm hiện nay được sử dụng phổ biến trên thế giới. Thực tế đã cho
thấy khi pha hãm chè lấy nước để uống, chỉ sử dụng được từ 40 - 42% chất hòa tan trong
nước chè, còn lại từ 58 - 60% là chất ít tan hoặc không tan nằm lại trong bã chè [101].
Trong bã chè chủ yếu là chất xơ, ngoài ra còn có các chất màu như chlorophyll, carotenoid,
protein, anthocyanin, muối khoáng và các chất vi lượng rất cần thiết đối với sức khỏe con
người. Như vậy khi uống đã ỏ đi một lượng lớn chất dinh dưỡng đáng quý của chè xanh.
Cũng có nhiều ý kiến cho rằng, tại sao chúng ta không sử dụng toàn bộ úp ch tươi để đưa
vào cơ thể con người? Ở các nước như

iến Điện, Lào, Pakistan... úp ch non được sử

dụng để làm dưa muối ăn, coi như một loại rau giàu chất dinh dưỡng [72], [100]. Điều đó có
nghĩa là đưa toàn ộ úp ch vào tiêu hóa trong cơ thể con người. Chính vì vậy không chỉ ở
Nhật mà rất nhiều người tiêu dùng ở các quốc gia khác trên thế giới như

àn

uốc, Mỹ,

Đức, Anh, Úc, Kenya, Srilanka, Trung Quốc… hiện nay đang có xu hướng sử dụng matcha
ngày càng nhiều.

atcha được sử dụng không chỉ trong ngành công nghiệp thực phẩm mà

còn được sử dụng trong cả công nghiệp mỹ phẩm và dược phẩm…
Trước đây matcha là loại chè chính dùng trong nghi lễ ch đạo của Nhật Bản từ pha chế
đến thưởng thức; sử dụng như một đồ uống bổ dưỡng và thông dụng trong các gia đình ở
Nhật Bản hoặc trong các quán ăn, nhà hàng, khách sạn... So với nhiều nước

Đông,

hật

Bản được xem là một trong những nước tiêu thụ sản lượng chè lớn nhất trong khu vực
[121]. gười Nhật uống rất nhiều chè vào các thời điểm trong 1 ngày. Họ có thói quen dùng
1 chén chè vào mỗi buổi sáng sau khi thức dậy cho tỉnh ngủ, 1 chén ch trước khi bắt tay
vào công việc, vài ba chén chè vào buổi chiều và ít nhất là 1 chén chè sau mỗi bữa ăn. goài
ra trong đời sống hằng ngày của người Nhật, việc dùng ch cũng đã trở thành tập tục trong
giao tiếp đối đãi nhau.
1.1.2.1. Sử dụng trong thực phẩm và thực phẩm chức năng
Ngày nay, matcha được dùng làm hương liệu hay chất tạo màu cho một số loại thực
phẩm rất phổ biến tại Nhật Bản như: bánh gạo mocha, mì soba, kem chè xanh, hay các loại
bánh ngọt.
Do tác dụng dược lý có tính toàn diện của matcha mang lại, nên trong công nghiệp dược
phẩm người ta đã sử dụng matcha dưới dạng các sản phẩm thực phẩm chức năng. Những
6


sản phẩm thực phẩm chức năng có chứa matcha này có tác dụng chống lão hóa, phòng
chống ung thư, thải độc, giảm éo, duy trì vóc dáng, ngăn ngừa và điều trị bệnh viêm răng
lợi, ngừa và điều trị chứng loét dạ dày, ngăn ngừa nguy cơ ệnh tiểu đường, giúp xương
chắc khỏe, giảm các chứng viêm khớp, giảm thiểu tăng huyết áp, giúp cải thiện trí nhớ và
bệnh Alzheimer, ngăn cản sự lây nhiễm HIV, phòng chống nhiễm các chất phóng xạ, giảm

lượng đường trong máu, giảm cholesterol, diệt khuẩn, diệt virut cúm, chống hôi miệng.
1.1.2.2. Trong công nghiệp mỹ phẩm
Công nghiệp sản xuất các sản phẩm mỹ phẩm làm đẹp cho con người ở Nhật Bản đã
phát triển từ lâu, việc sử dụng các sản phẩm mỹ phẩm có nguồn gốc từ các hợp chất hóa học
như kem dưỡng da, dầu gội đầu, sữa tắm, sữa làm trắng da… gây lo ngại cho người tiêu
dùng về tính không an toàn của nó.

atcha được dùng trong các sản phẩm mỹ phẩm đã giải

tỏa được nỗi lo này của người tiêu dùng.

atcha vốn chứa nhiều chlorophyll và chất chống

oxy hóa, có công dụng giải độc cho cơ thể lẫn làn da.

atcha với các dưỡng chất chống oxy

hóa sẽ nuôi dưỡng làn da và bảo vệ chống lại ánh nắng mặt trời, nhẹ nhàng làm mát da mặt
và chống viêm. Khi thoa hỗn hợp chứa ột ch xanh lên da, các dưỡng chất trong matcha sẽ
có công dụng chữa lành vết thương, chống viêm nhiễm, làm dịu làn da chịu tác hại của ánh
nắng, đồng thời nuôi dưỡng làn da tr khỏe.
1.1.3. Tình hình sử dụ

matcha ở Việt N m

Hiện nay matcha được người tiêu dùng Việt Nam sử dụng ngoài việc uống trực tiếp,
matcha còn được bổ sung vào một số sản phẩm thực phẩm như kem matcha, ánh trôi, ánh
phô mai matcha, matcha với sữa tươi nóng... Tuy nhiên matcha tiêu thụ trong nước là sản
phẩm hoàn toàn nhập ngoại ở các dạng khác nhau: dạng bột, dạng dịch với giá thành cao
khoảng trên 2 triệu đồng/kg sản phẩm [155]. Chính vì vậy, sản phẩm của luận án tạo ra bột

chè xanh dạng matcha hoàn toàn có khả năng ứng dụng trong thực tế, có giá trị dinh dưỡng
và tính chất dược lý cao đối với sức khỏe con người cũng như hiệu quả kinh tế cao đối với
ngành chè Việt Nam.
1.1.4. T à

p ầ

ó

ọc củ m tc

và v i trò củ

ó

Matcha là một loại chè xanh dạng bột siêu mịn, được chế biến từ những đọt chè phát
triển trong điều kiện che óng trước thu hoạch khoảng 3 tuần với mục đích để đọt chè tích
lũy được một số hợp chất hóa học có lợi cho sức khỏe con người là L - theanine và
chlorophyll. Nhiều công trình nghiên cứu khoa học đã cho thấy: các yếu tố như độ cao so
với mặt nước biển, cường độ ánh sáng, lượng mưa hàng năm, mùa vụ và các yếu tố nông
7


nghiệp khác…đã ảnh hưởng tới sự sinh trưởng và phát triển của cây chè, từ đó sẽ tạo ra hàm
lượng các hợp chất hóa học khác nhau có trong ch như catechin, caphein, protein…[122].
Hàm lượng EGCG, L - theanine và chlorophyll trong matcha rất cao, đó là điều khác biệt
với bột ch xanh thông thường. Trong quá trình quang hợp ở giai đoạn cận thu hoạch, ánh
sáng là yếu tố quan trọng nhất để đọt chè tích lũy lên hợp chất L - theanine và chlorophyll.
Điều này được chứng minh qua các kết quả nghiên cứu của một số nhà khoa học khi tiến
hành phân tích thành phần hóa học của cây chè phát triển trong bóng râm so với cây chè

phát triển trong điều kiện thường và phát hiện ra rằng cây chè phát triển trong bóng râm có
hàm lượng EGC, EGCG, EC, axit galloylquinic, axit succinic, và fructose thấp hơn nhưng
lại có hàm lượng L - theanine, gallocatechin, apigenin, strictinin, glucosyl arabinoside,
quercetin p - coumaroylglucosyl - rhamnosylgalactoside, kaempferol p - coumaroyl
glucosylrhamnosylgalactoside, axit malic và axit pyroglutamic cao hơn so với các loại chè
trồng trong điều kiện bình thường [22], [84]. Những hợp chất trong chè có lợi đến sức khỏe
chủ yếu được tích lũy trong quá trình sinh trưởng và phát triển của cây chè [26]. Vì vậy,
thay đổi điều kiện môi trường trong giai đoạn phát triển của cây chè đã được quan tâm để
điều chỉnh việc tích lũy các chất chuyển hóa thứ cấp trong cây chè [80]. Trong số các
phương pháp, phương pháp kiểm soát cường độ ánh sáng bằng cách che phủ là phương pháp
hiệu quả nhất để tích lũy các hợp chất có lợi cho sức khỏe con người trong cây chè [42].
atcha được gọi là “thần dược” bởi trong matcha có chứa thành phần hóa học có lợi
cho sức khỏe đó là 3 hợp chất hóa học chính: L - theanine - một loại axit amin mà chỉ có
nhiều trong matcha và rất ít ở trong chè xanh, ngoài ra trong matcha còn chứa một số hợp
chất hóa học có lợi cho sức khỏe con người với hàm lượng cao như EGCG và chlorophyll.
ơn nữa, thành phần hóa học trong lá chè chính là yếu tố quyết định tính chất và đặc điểm
của sản phẩm như mầu sắc, hương thơm, mùi, vị. Khi uống matcha, người uống cảm nhận
hương vị “umami” [31], [131]. Umami là hương vị thơm ngon dễ chịu - một thuật ngữ
hương vị được đánh giá cho các loại thực phẩm có chứa axit amin [25]. Hiệp hội nghiên cứu
về hương vị tại Nhật Bản đã mô tả hương vị umami như một thụ thể phù hợp chặt chẽ nhất
để miêu tả giữa vị ngọt ngào, vị mặn và vị đắng [125]. Các nghiên cứu cho rằng trong
matcha L - theanine là thành phần chính đóng góp tạo hương vị umami của sản phẩm, giúp
hài hòa giữa vị đắng chát của các polyphenol và caphein mà không sản phẩm nào có được
[17]. Sự hòa quyện vị đắng và ngọt của matcha khiến matcha trở thành biểu tượng cho sự
hài hòa trong trà đạo [131].
8


1.1.4.1. L - theanine
L - theanine (γ -glutamyl-L-ethylamide) là các hợp chất chứa nitơ tự do nhiều nhất trong

lá chè (Camellia sinenssis) [36], [86]. Ngoài ra L - theanine chỉ được tìm thấy trong một
dòng nấm Xerocomus badius [29], [64]. Trong matcha có chứa 7 loại axit amin tự do: axit
aspatic, axit glutamic, aspagarin, serin, glutamine, asginin và L- theanine. L - theanine
chiếm khoảng 1 - 2 % chất khô của lá chè và chiếm khoảng 60 % so với hàm lượng axit
amin tổng số [50], [132].
L - theanine là một axit amin có công thức phân tử C7H14N2O3, khối lượng phân tử
174,20 g mol-1, có khả năng tan trong nước nóng.

Hình 1. 1. Công thức cấu tạo của L - theanine
L - theanine là axit amin không tham gia vào cấu trúc protein và được phát hiện có
trong ch xanh vào năm 1949 [36], [116].

ăm 195 , Sakato tách chiết thành công L -

theanine từ lá của giống chè Gyokuro. Năm 1964, ở Nhật Bản cho phép bổ sung L theanine không giới hạn về hàm lượng vào các loại thực phẩm như: sôcôla, nước ngọt, các
loại chè thảo mộc, trừ thực phẩm tr sơ sinh. Ở Mỹ, L- theanine được án như là một chất
bổ sung trong chế độ ăn uống và được phân loại bởi Cục Quản lý Thuốc và Thực phẩm
(FDA) công nhận là an toàn theo tiêu chuẩn GRAS. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh L theanine có nhiều công dụng khác nhau. Tác giả Kimura và công sự đã áo cáo rằng L theanine hoạt động như chất chống lại tác động sự tê liệt gây ra bởi caphein ở động vật và
nó tác động lên não thông qua hàng rào máu não [52], [73]. L - theanine có tác dụng làm
tăng sóng của não và có tác dụng thư giãn [48]. Các nhà nghiên cứu của Nhật đã cho thấy
tác dụng giảm lo âu, hồi hộp và làm thư giãn của L - theanine với liều 200 mg sau khoảng
40 phút từ khi dùng qua đường uống [87]. Đặc biệt, những người được thử nghiệm hoàn
toàn tỉnh táo, không cảm thấy mệt và buồn ngủ. Điều này giải thích tại sao chè xanh có
caphein là chất kích thích lại được dùng làm nước uống để thư giãn và ớt căng thẳng [48],
[66], [67], [73]. L - theanine làm tăng chất dẫn truyền thần kinh làm ình tĩnh gọi là GABA
(trong khi caphein làm giảm chất này), nó cũng làm tăng dopamine, một phần ảnh hưởng
9


đến sự điều chỉnh trạng thái tâm lý và cũng làm tăng đáng kể L - tryptophan, serotonin, một

chất dẫn truyền thần kinh cho cảm giác khoan khoái. L - theanine là một amino axit có khả
năng gây sóng alpha hoạt động trong não bộ. Stress được biết là gây ra hoạt động sóng beta
của não, dẫn đến tình trạng bị kích động hơn.

oạt động sóng alpha có thể giảm bớt căng

thẳng, thúc đẩy thư giãn và huyết áp ổn định [67]. Theo các nhà khoa học những tác dụng
làm tăng lượng serotonin và dopamine có thể rất hữu ích cho người bị bệnh Parkinson. Một
số nghiên cứu khác đã cho thấy tác dụng tích cực của L - theanine trong điều trị ung thư:
làm nhỏ khối u, tăng hiệu quả của các biện pháp điều trị và giảm các hiệu quả độc hại của
hóa và xạ trị liệu. Các tác giả đã kết luận rằng L - theanine có tác dụng bảo vệ tế ào và tăng
sức đề kháng cho bệnh nhân [59], [86].
1.1.4.2. Hợp chất Catechin
Hợp chất catechin chủ yếu trong chè đó là: (-) epigallocatechin 3 - gallate (EGCG), (-)
epigallocatechin (EGC), (-) epicatechin (EC), (-) epicatechin 3 - gallate (ECG), và (+) catechin (C). Catechin chính trong lá ch tươi chiếm 25 - 30% CK và đóng vai trò quan trọng
thực hiện chức năng sinh học trong quá trình hoạt động sống của cây chè, nó luôn biến đổi
cả về số lượng và chất lượng trong quá trình phát triển của cây chè [40], [54]. Quan trọng
nhất trong đó là EGCG, chiếm tới 50% khối lượng tổng phenol chè và khoảng 8 - 12% CK
trong lá chè khô và chiếm khoảng 10% CK của matcha.
Catechin của chè thuộc loại flavonoid, nhóm flavan - 3 - ol, phân tử có từ 15 cacbon bao
gồm 2 vòng 6 cac on A và B được nối bởi 3 đơn vị cacbon ở vị trí 2, 3, 4 hình thành một dị
vòng C chứa một nguyên tử oxy. Cấu trúc của catechin có chứa hai cacbon bất đối ở vị trí 2
và 3 không chứa nối đôi ở vị trí 2, 4 và nhóm 4 -oxo

Hình 1. 2. Cấu tạo phân tử của catechin
Trong đó:
- Gốc X có thể là (-H) hoặc gốc galloil
- Gốc Y có thể là (-H) hoặc (-OH)
hư vậy có 4 loại catechin sau:
10

- Nếu X=Y= (-H): catechin, ký hiệu: C
- Nếu X=(-H); Y= (-OH): Gallocatechin, ký hiệu: GC
- Nếu X= gốc galloil; Y= (-H): Catechin gallat, ký hiệu CG
-

Nếu X= gốc galloil; Y= (-OH): Gallocatechin gallat, ký hiệu GCG

Một đại diện tiêu biểu trong nhóm chất này là Epigallocatechin gallat, có công thức như
sau:

Hình 1. 3. Công thức cấu tạo của Epigallocatechin gallat
Công thức phân tử C22H18O11 khối lượng phân tử 458,37 g/mol
Nhóm hợp chất catechin được đánh giá là có liên quan đến mầu xanh của chè, có vai
trò quyết định đến sự tạo thành màu sắc của bột và vị của nước chè, đồng thời trong quá
trình chế biến, catechin còn tham gia tạo hương thơm dưới tác dụng của các enzym và một
số hợp chất khác có sẵn trong đọt chè.
Chất lượng chè xanh không những phụ thuộc vào hàm lượng catechin mà còn phụ
thuộc vào tỷ lệ hàm lượng catechin thành phần của chúng. Tỷ lệ của catechin thành phần
không chỉ quan trọng để đánh giá chất lượng chè mà nó còn được báo cáo có tác dụng ức
chế tế bào khối u tăng trưởng và mức độ tác động theo thứ tự: ECG > EGCG > EGC > EC
[112]. Thực tế cho thấy, nhiều giống chè có hàm lượng tanin trong búp thấp, nhưng khi chế
biến chè xanh cho sản phẩm có chất lượng không cao do có vị chát xít. Trái lại có những
giống ch như ch Shan, chứa hàm lượng tanin khá cao, nhưng khi chế biến chè xanh lại
cho sản phẩm có vị chát đậm dịu, có hậu. Trong matcha của Nhật Bản, mặc dù hàm lượng
EGCG cao nhưng khi uống vẫn có vị dịu ngọt. Điều này giải thích rằng, vị chè luôn phụ
thuộc vào tỷ lệ thành phần catechin. Nếu tỷ lệ thành phần catechin gallat (catechin phức tạp)
cao trong phân tử chứa nhiều nhóm OH sẽ gây cho chè có vị chát hơi đắng và ngược lại tỷ lệ
thành phần catechin đơn giản cao sẽ cho chè vị chát dịu. àm lượng và tỷ lệ thành phần catechin luôn phụ thuộc vào từng giống chè, vị trí địa lý, kỹ thuật canh tác, thời vụ thu hái

[109], [150].
11


Vào năm 1966,

igginson lần đầu tiên công bố báo cáo về dịch tễ học về chè và ung

thư [26], [59], [63]. Nhiều nghiên cứu sâu rộng về hiệu quả ngăn ngừa ung thư của chè
xanh đối với ung thư thực quản, vú, tuyến tụy, tuyến tiền liệt và ung thư ruột [24], [46],
[55], [62]. Các đặc tính chống ung thư của chè chủ yếu được cho là do catechin, một nhóm
các hợp chất polyphenol [16], [98]. Trong chè xanh hợp chất catechin chứa 4 nhóm chính là
EC, ECG, EGC và EGCG. Khi phân tích hàm lượng catechin trong chồi non và trong lá
trưởng thành bằng phương pháp

PLC, kết quả cho thấy catechin có rất nhiều trong chồi

của lá chè và cao hơn so với lá trưởng thành trong số đó EGCG có hàm lượng cao nhất,
trong khi hàm lượng của EC và C là tương đối thấp [27], [45], [54], [146], [149]. David J.
Wess và cộng sự đã sử dụng phương pháp sắc ký điện di với dung môi là methanol để phân
tích hàm lượng catechin và caphein trong matcha và ch xanh thông thường, kết quả cho
thấy EGCG trong matcha cao hơn ít nhất là 3 lần so với ch xanh thông thường [21], [40].
1.1.4.3. Chlorophyll
Chlorophyll là chất mầu xanh lá cây của thực vật nói chung và cây chè nói riêng. Cholorophyll có 2 loại: chlorophyll a và chlorophyll b. Chất này đóng vai trò quan trọng trong quá
trình sinh tổng hợp của thực vật. Công thức cấu tạo của chlorophyll gồm 4 vòng pyrol nối
với nhau bởi cầu nối methyl (-CH=) tạo nên cấu trúc porphyrin với Mg ở giữa. Vòng pyrol
số 4 gắn nhóm phytol và vòng pyrol thứ 3 có vòng cyclopental. Hệ thống nối đôi, đơn cách
đều trong cấu trúc làm cho diệp lục có hoạt tính quang hóa mạnh.

ăng lượng liên kết nối

đôi nhỏ, điện tử hình thành nối đôi dễ bật ra khi nhận năng lượng ánh sáng. Đuôi phytol
gồm gốc rượu phytol có 20 carbon [4].

Hình 1. 4. Công thức cấu tạo của chlorophyll
12


Chlorophyll có hai dạng:
- Chlorophyll a, công thức phân tử C55H72O5N4Mg. Khối lượng phân tử 893,48
- Chlorophyll b, công thức phân tử C55H70O6N4Mg. Khối lượng phân tử 907,46
Chlorophyll không tan trong nước nhưng tan trong dung môi hữu cơ. Chlorophyll a có
màu xanh đậm, hấp thụ ánh sánh màu đỏ ở ước sóng 660 - 662 µm; còn chlorophyll b có
màu xanh vàng hấp thụ cực đại ở ước sóng 640 - 642 µm. Chlorophyll rất nhạy cảm với
các yếu tố như nhiệt độ, ánh sáng, môi trường axit…Dưới tác dụng các yếu tố này, chlorophyll dễ dàng bị phân hủy tạo thành pheophytin tương ứng, pheophytin có mầu xanh ôliu
không có mùi hăng ngái như chlorophyll.

àm lượng chlorophyll trong lá chè trung bình

khoảng 0,6 - 0,8% khối lượng chất khô, tuy nhiên hàm lượng của nó phụ thuộc vào nhiều
yếu tố như: cường độ chiếu sáng, độ trưởng thành của lá, thời vụ thu hoạch…
Nhà hóa học người Đức Richard Willstätter (1872-1942) người đã nhận giải Nobel về
hóa học phát hiện ra rằng chất diệp lục, bao gồm 2 thành phần: a và b (diệp lục màu xanh lá
cây và diệp lục màu xanh vàng). Matcha có chứa cả hai loại chất diệp lục chlorophyll a và
chlorophyll b. Tại nhiều nước châu Âu (Đức, Anh, Pháp …) và FDA tại Mỹ coi chlorophyll
và chlorophyllin như một thực phẩm, một loại thuốc an toàn, không có giới hạn về liều
lượng sử dụng (Báo cáo của FAO - WHO số 557, năm 1974). Chlorophyll có tác dụng ngăn
ngừa ung thư và chống lại tế bào ung thư được lý giải do hai tác dụng: thứ nhất là khoá các
độc tố dễ kết hợp về liên kết cấu trúc với chlorophyllin và thứ hai là tác dụng khử điện tử tự
do trong các gốc tự do của chlorophyllin (chlorophyllin được coi như một chất antioxidant)

[46]. Chlorophyllin đã được áp dụng trong rất nhiều sản phẩm cho những người theo chế độ
ăn kiêng, phổ biến ở các nước Phương Tây để giảm cân và phòng chống các bệnh cần khống
chế năng lượng khẩu phần ăn uống, các bệnh thoái hoá như xơ vữa động mạch, tăng huyết
áp, tiểu đường, alzhermer…[38]. Chlorophyll có cấu trúc rất giống với máu của con người
do đó nó là một thực phẩm tuyệt vời cho hệ thống tim mạch. Nghiên cứu cho thấy rằng nó
làm tăng sản xuất oxy trong máu, từ đó giúp chữa lành vết thương trên cơ thể nhanh hơn.
Ngoài ra, chất diệp lục được biết đến như một giải độc bởi vì nó có hiệu quả loại bỏ các độc
tố và kim loại nặng ra khỏi cơ thể, bao gồm từ máu và gan.
1.1.5. Quy trình cô

ệ sả x ất matcha củ một số ước tr

t ế iới

Hiện nay matcha không chỉ sản xuất ở Nhật Bản hay Trung Quốc mà một số nước khác
trên thế giới cũng đã nghiên cứu công nghệ sản xuất matcha như

àn

uốc, Kenya... Tuy

nhiên mỗi Quốc gia có quy trình công nghệ sản xuất khác nhau và cũng tạo ra sản phẩm có
13